研究人员全新改写白蚁分类系统引关注

白蚁的名声不太好。大多数人认为它们是害虫，最近它们被重新归类为蟑螂科，这种状况也并未得到改善。

但不仅给人类造成严重问题的白蚁仅占白蚁所有种类的 3.5%，白蚁还是关键的生态系统工程师，维护着各种环境的基础设施。像蚯蚓一样，它们通过分解植物材料来循环养分，并且它们发挥着生物扰动者的重要作用。就像犁地一样，白蚁使土壤通气，暴露地下养分，并让水渗透到更深的土壤层——这一切对植物生命都至关重要。

白蚁也是出色的建造者；白蚁的蚁丘在烈日下能够保持凉爽，这激发了智能建筑中无需能源的空调系统的产生。

正如许多生态系统依赖白蚁提供的基础设施一样，对白蚁的研究也需要坚实的基础。现在，由于来自世界各地的不少于 46 名研究人员的努力，创建了一个新的白蚁分类系统。

他们的工作基于专家共识和广泛的数据分析，已在发表于《自然通讯》。

“我们通过对白蚁科进行模块化且十分稳健的分类，解决了之前系统的模糊性，”冲绳科学技术研究所（OIST）进化基因组学部门的首席作者兼成员西蒙·赫勒曼斯博士说。

“有了这本新‘词典’，我们便拥有了一个坚实的平台，借此能够研究白蚁的多样化、它们在生态系统中发挥的作用，还能应对未来的新发现。”

分类学，也就是对生物群体（或分类群）进行科学分类的学问，是一门支撑着所有生物学的古老学科：‘如果你想观察自然界中的任何事物，你得[去]明确你的观察单位，’正如赫勒曼斯博士所言。

分类有可能是随意的——动物才不在乎我们给它贴上异白蚁科还是鼻白蚁科的标签呢——但这是一种必要的分类，能让研究人员限定他们的研究范围并清晰地交流。

在现代 DNA 测序技术引入之前，这些区分通常基于形态分析，就是根据生物体的物理特征和行为来给它们分类，并依照相似性相互关联。不过，虽说很容易就能确定黑猩猩和人类跟大猩猩的不同之处，但从视觉上判定两种白蚁之间的差异或许会更难。

随着时间的流逝，形态分析的主观性造就了白蚁复杂的家族树。有些白蚁的多样化速度极快，这就意味着这些物种跟其他物种相比，进化得很快。但是，仅仅确定了十个不同的科，这就得容纳许多形态不同但进化关系不明的动物。

有三个术语用于描述物种分组之间的关系：单系群、多系群和并系群。单系群的物种拥有共同的祖先；多系群通常具有共同特征，然而却没有共同的祖先；并系群所描述的群体包含共同祖先以及部分（但并非全部）的后代。

白蚁属于蟑螂目内的单系群，其存在的问题在于，由于对进化关系的混淆，传统分类呈现出大量的并系群和多系群特征。

“多亏了广泛的数据分析以及新的形态学调查，我们通过拆分较大的亚科，成功且完全地消除了白蚁家族树中的并系群和多系群，”赫勒曼斯博士解释说，“通过这样的操作，我们创建了一个系统，能够有效地接纳新谱系的发现，同时保留历史上的科和亚科名称。这是提供稳定的白蚁命名法的关键。分类学也是建立在历史记录的基础上的，所以这非常重要。”

新的白蚁生命树中的每个科和亚科均为单系群，理清了物种之间的进化关系，让新发现或重新分类的物种更易于归类。

新的树也凸显了白蚁的多样性，这使得在研究和害虫控制方面能够更为精确。例如，作为破坏性害虫的白蚁物种家白蚁（Coptotermes gestroi）最初由于其形态相似性，与非害虫长唇鼻白蚁（Dolichorhinotermes longilabius）一同被归类于鼻白蚁科。

然而，早期的系统发育研究表明，这两个物种可能并非关系密切，这一点现在已经通过更先进的系统发育和形态学调查得到证实，该调查把 C. gestroi 重新归类到异白蚁科。

重写生命词典可不是一件容易的事。最为重要的是，它得达成共识——毕竟，如果对定义存在分歧，词典就毫无用处。

更新白蚁生命树的工作起始于 2022 年在冲绳科学技术大学院大学（OIST）举办的一次研讨会，该研讨会是由进化基因组学部门负责人汤姆·布尔吉尼翁教授组织的。在这里，该部门提出了一个修订生命树的框架，其中包括形态学调查和由冲绳科学技术大学院大学的超级计算机提供支持的数据分析。

分类系统的系统发育修订通常基于一个数据模型，超级计算机可能需要数周时间来计算，每次进行调整时，处理都要重新开始。

“我们的分类是基于 51 个模型的收敛，每个模型大概需要两周的计算时间，”赫勒曼斯博士讲述道。“这多亏了迭戈，是它让我们能够并行进行分析。”

迭戈是由 OIST 核心设施运营的主要超级计算集群的名称，以冲绳县的县花命名，可供所有 OIST 研究人员使用。

“系统发育学不能孤立存在，”赫勒曼斯博士说。

虽然研究人员使用 DNA 标记的计算模型来确定这些家族之间的进化关系，但这些模型并未考虑到白蚁的习性以及它们在环境中所起的作用。相反，这些知识是由那些将一生奉献给我们生活世界某一子集的人类专家提供的，他们对所研究的物种有着宝贵的科学认知。

赫勒曼斯博士总结道：“即使协调这样规模的合作项目很困难，但新的白蚁分类系统的价值大于其各部分价值之和。有了这个，我们就有了一个更强大的框架来研究这些重要的生态系统工程师。”